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管磨机高低压稀油站高压原理及应用之探讨(2)

关键字:管磨机.管磨机高低压稀油站高压  发布时间:14-06-25 09:01:20  点击数:

根据托瓦的制造图,滑环和托瓦的接触是在550mm×550mm范围内(图3),按这种情况来计算压力、流量等参数极其复杂。因此可以把接触范围简化为在φ550mm的圆内(如图3中的虚线所示),再对计算结果作出修正。另外,托瓦的半径(R2197mm)与φ550mm相比相差较大,根据流体的特性,又可以把静压油膜假定为在一平面缝隙内;滑环的半径为R2195mm,通过计算,在接触的边缘,滑环和托瓦之间的间隙仅为0.0157mm(图8),再考虑托瓦的弹性变形,最后可以把静压油膜假定为在两个圆形平行平面形成的等间隙内(图9)。图9中微小圆环ds段内从里向外的流动可以认为是平行平板缝隙的流动,缝隙宽度为2πs,缝隙长度为ds,缝隙为δ。
由式(2)可以得到圆环ds两端的压差为:
dΔP=12ρνdsQ/2πsδ3=6ρνdsQ/πsδ3
则静压油膜从内到外的压差ΔP为:(略)
   由于托瓦边缘的压力为零,则Δp=p(p为油腔内的压力),从上述可知,此时油腔内的压力应为“高中压”,即
P高中压=(6ρνQ/πδ3)1nR/γ (3)
则 Q=πδ3P高中压/(6ρν1nR/γ) (4)
(5)(略)从式(5)可看出,在滑履结构一定的情况下(即R和γ确定的情况下),静压油膜的厚度δ与流量Q、运动粘度ν成递增关系;与P高中压成递减关系,即与管磨机重量成递减关系。
对φ3.8m×12m水泥管磨机,已知:Q=9.47×10-5m3/s,R=275mm,γ=80mm,ρ=950kg/m3,代入式(5),求出在不同的运行粘度ν下,δ和P高中压之间的关系,见表3。
表3 不同压力P高中压和运动粘度ν时的缝隙δ值mm
   ν          P高中压/MPa 
(mm2·s-1)     5        10     15       20 
   50     0.13(0.11) 0.10(0.09) 0.09(0.08) 0.08(0.07) 
   100     0.16(0.14) 0.13(0.11) 0.11(0.10) 0.10(0.09) 
   400     0.26(0.23) 0.20(0.17) 0.18(0.16) 0.16(0.14) 
   1000    0.35(0.30) 0.28(0.24) 0.24(0.21) 0.22(0.19) 
   1500    0.40(0.35) 0.32(0.28) 0.28(0.24) 0.25(0.22) 
   2000    0.44(0.38) 0.35(0.30) 0.30(0.26) 0.28(0.24) 
   3000    0.51(0.44) 0.40(0.35) 0.35(0.30) 0.32(0.28) 
注:括号内的值由δ×cks30°算出,为磨机的上抬高度。
   式(5)是在把滑环和托瓦的接触范围假定在φ550mm的圆内得出的,实际的接触范围是在550mm×550mm的方形内。由流体特性可知,在相同的接触面积下,圆形接触范围形成的油膜厚度应是最大的(针对滑环和托瓦这种结构形式)。由方形550mm×550mm算出与其面积相等的圆形半径为R310.3mm,代入式(5)可求出在R310.3mm和R275mm下的油膜厚度比值为1.09。因此,磨机的上抬高度应在(δ×cos30°)和(1.09×δ×cos30°)之间。这与现场实测的上抬高度在0.1mm~0.45mm之间(油液粘度约在100mm2/s~3000mm2/s范围内,磨机从空载到满载)是吻合的。
3.3 计算P高中压
   式(3)P高中压关系式中没有管磨机重量(G),故下面来推导与磨机重量有关的P高中压计算式。同样,先将管磨机滑环和托瓦之间的接触假定为两个圆形平行平板的接触,如图9所示,其中圆环ds处的压力为p′。
根据式(3)求得
p′=(6рνQ/πδ3)1nR/γ-(6рνQ/πδ3)1ns/γ
则油压对上平板(滑环)的作用压力为
f=P高中压πγ2+ =P高中压π(R2-γ2)/21nR/γ
由G=4fcos30°。
得到:P高中压=(G1nR/γ)/ [2πfcos30°(R2-γ2)] (6)
   由式(6)可看出,在滑履结构一定的情况下,(即R和γ确定的情况下),“高中压”值只与磨机总重量成正比。对φ3.8m×12m水泥磨,P高中压=11.6MPa。
   同样,式(6)也是在把滑环和托瓦的接触范围假定在φ550mm的圆内而得

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